CN110398643A - 一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，变压器绕组就是一个由线性的电阻、电感和电容等参数组成的无源线性两端口网络；当变压器绕组发生变形后，必然导致其等效网络相应部分的参数发生改变，其H(jω)也发生相应变化，这样通过比较两次测试得到的H(jω)，就可能判断变压器绕组的状态是否正常，通过频响分析法，将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，同时记录该端和另一端的电压幅值和相角；本发明地结合了两种测试方法的特点，且在测试原理上有较大的突破，并具有测试设备简单易携、灵敏度高和判据明确等优势，一次测试便可获得变压器扫频阻抗曲线和短路阻抗值，有效地减小了多次接线所造成的误差。
Description
技术领域
本发明涉及变压器技术领域，具体为一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法。
背景技术
变压器是电力系统中重要的电气设备之一，其安全运行对于保证电网安全意义重大。当变压器在运行过程中遭受短路故障电流冲击时，在变压器绕组内将流过很大的短路电流，短路电流在与漏磁场的互相作用下，产生很大的电动力，这时每个绕组都将承受巨大的、不均匀的径向电动力和轴向电动力。另外，变压器在运输、安装等过程中也可能受到意外的碰撞冲击、颠簸和振动等。在这些力(电动力或机械力)的作用下，绕组可能产生机械位移和变形，并可能引发绝缘损伤、绕组短路和烧毁等严重的变压器事故；此外，保护系统存在死区或动作失灵都会导致变压器承受短路电流作用的时间长，这也是绕组发生变形的原因之一。
现有技术中的检测及诊断方法，短路电抗法使用时，很容易受到现场工频电磁场的干扰，无法诊断故障类型和位置，影响测量的准确性；频响分析法在使用时，判据不明确，诊断需要较多实际经验，因此，设计一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，
1)变压器绕组就是一个由线性的电阻、电感和电容等参数组成的无源线性两端口网络；当变压器绕组发生变形后，必然导致其等效网络相应部分的参数发生改变，其H(jω)也发生相应变化，这样通过比较两次测试得到的H(jω)，就可能判断变压器绕组的状态是否正常，通过频响分析法，将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，经处理可以得到被试变压器的一组频响曲线H(jω)；
2)选择需要的低频区域，将负载电流调整到足够大，并将频响仪器的功率和电流调整到足够大，由于电压与电流的比值对应是电抗的概念，从频率响应曲线的低频区域推导出50Hz的值，显然这个值与短路电抗是对应的，可以用来进行变压器绕组状况的诊断；
3)将2)中推导出的值使用短路电抗法进行判据，从而能够得到短路电抗的值，一般由于G10>>R1+R12，X10>>X1+X12，计算中可忽略G10与X10，根据由计算的Z的变化，即可判定被试绕组状态。
根据上述技术方案，所述1)中，正弦波扫频信号的频率为0.5kHz～1MHz。
根据上述技术方案，所述2)中，低频区域的范围为0.5kHz-2kHz。
根据上述技术方案，所述3)中，R和X分别为内阻与电抗。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明，基于频响法的思路，但可以推导出低频处的短路阻抗值，这样就很好的将短路电抗法与频响法两种测试方法的特点结合在一起，且在测试原理上有较大的突破，并具有测试设备简单易携、灵敏度高和判据明确等优势；利用该方法，应用简便，而且测量时采用了高电压大电流的信号源，提高了测量的重复性及抗干扰性能，一次测试便可获得变压器扫频阻抗曲线和短路阻抗值，有效地减小了多次接线所造成的误差。
附图说明
图1是本发明的频响分析法的原理接线图；
图2是本发明的短路阻抗法的原理接线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：
一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，
1)变压器绕组就是一个由线性的电阻、电感和电容等参数组成的无源线性两端口网络；当变压器绕组发生变形后，必然导致其等效网络相应部分的参数发生改变，其H(jω)也发生相应变化，这样通过比较两次测试得到的H(jω)，就可能判断变压器绕组的状态是否正常，通过频响分析法，将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，正弦波扫频信号的频率为0.5kHz～1MHz，同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，经处理可以得到被试变压器的一组频响曲线H(jω)；
2)选择需要的低频区域，低频区域的范围为0.5kHz-2kHz，将负载电流调整到足够大，并将频响仪器的功率和电流调整到足够大，由于电压与电流的比值对应是电抗的概念，从频率响应曲线的低频区域推导出50Hz的值，显然这个值与短路电抗是对应的，可以用来进行变压器绕组状况的诊断；
3)将2)中推导出的值使用短路电抗法进行判据，从而能够得到短路电抗的值，一般由于G10>>R1+R12，X10>>X1+X12，计算中可忽略G10与X10，R和X分别为内阻与电抗，根据由计算的Z的变化，即可判定被试绕组状态。
基于上述，本发明的优点在于，本发明，变压器绕组就是一个由线性的电阻、电感和电容等参数组成的无源线性两端口网络；当变压器绕组发生变形后，必然导致其等效网络相应部分的参数发生改变，其H(jω)也发生相应变化，这样通过比较两次测试得到的H(jω)，就可能判断变压器绕组的状态是否正常，通过频响分析法，将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，正弦波扫频信号的频率为0.5kHz～1MHz，同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，经处理可以得到被试变压器的一组频响曲线H(jω)；选择需要的低频区域，低频区域的范围为0.5kHz-2kHz，将负载电流调整到足够大，并将频响仪器的功率和电流调整到足够大，由于电压与电流的比值对应是电抗的概念，从频率响应曲线的低频区域推导出50Hz的值，显然这个值与短路电抗是对应的，可以用来进行变压器绕组状况的诊断；将推导出的值使用短路电抗法进行判据，从而能够得到短路电抗的值，一般由于G10>>R1+R12，X10>>X1+X12，计算中可忽略G10与X10，R和X分别为内阻与电抗，根据由计算的Z的变化，即可判定被试绕组状态；本发明地结合了两种测试方法的特点，且在测试原理上有较大的突破，并具有测试设备简单易携、灵敏度高和判据明确等优势，一次测试便可获得变压器扫频阻抗曲线和短路阻抗值，有效地减小了多次接线所造成的误差。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，其特征在于：
1)变压器绕组就是一个由线性的电阻、电感和电容等参数组成的无源线性两端口网络；当变压器绕组发生变形后，必然导致其等效网络相应部分的参数发生改变，其H(jω)也发生相应变化，这样通过比较两次测试得到的H(jω)，就可能判断变压器绕组的状态是否正常，通过频响分析法，将一稳定的正弦波扫频信号施加到被试变压器的一端，同时记录该端和另一端的电压幅值和相角，经处理可以得到被试变压器的一组频响曲线H(jω)；
2)选择需要的低频区域，将负载电流调整到足够大，并将频响仪器的功率和电流调整到足够大，由于电压与电流的比值对应是电抗的概念，从频率响应曲线的低频区域推导出50Hz的值，显然这个值与短路电抗是对应的，可以用来进行变压器绕组状况的诊断；
3)将2)中推导出的值使用短路电抗法进行判据，从而能够得到短路电抗的值，一般由于G10>>R1+R12，X10>>X1+X12，计算中可忽略G10与X10，根据由计算的Z的变化，即可判定被试绕组状态。
2.根据权利要求1所述的一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，其特征在于：所述1)中，正弦波扫频信号的频率为0.5kHz～1MHz。
3.根据权利要求1所述的一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，其特征在于：所述2)中，低频区域的范围为0.5kHz-2kHz。
4.根据权利要求1所述的一种电力系统用变压器绕组变形的检测及诊断方法，其特征在于：所述3)中，R和X分别为内阻与电抗。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111610464A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-01 | 西安热工研究院有限公司 | 一种利用频响法低频特征及直阻诊断变压器断股的方法 |
| CN112595998A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-02 | 清华大学 | 一种基于变压器宽频模型的频率响应测试方法及应用 |
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Application publication date: 20191101 |
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